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摘要:随着公路事业的发展,公路的各种质量问题日益突出,特别是公路施工中的质量问题,这不能不引起我们的高度重视。本文从路基工程施工方面常见的几个质量问题,结合实际施工情况,提出预防措施及处理方法。
关键词:路基 施工 质量
0 引言
公路是一种线形构造物。主要承受和满足汽车荷载的重复作用和经受各种自然因素的长期影响。由于地形、地质和经济条件的限制,而形成一条空间曲线。本文将主要从工程施工方面讨论路基工程质量问题的分析及解决方案。
在一般公路的路基修建投资约占公路总投资的25%～45%,个别山区公路可达65%。路基施工改变了沿线原有的自然状态,挖填及借弃土石涉及当地生态平衡、水土保持和农田水利。路基质量对路面工程影响很大,关系到公路的正常使用。因此做好路基工程,特别是路基施工是公路工程质量的重要环节。
1 填方段
填方路基施工主要质量问题有:路基整体或局部下沉;路基纵横向开裂;路基滑动或者边坡滑坍等。
1.1 路基下沉
1.1.1 施工方面主要有以下几个原因:①填筑顺序不当。②土基压实不足。③在填挖交界处没有挖台阶,导致交界处发生不均匀沉降。或因为原地面与填料结构不同,二者密度、承载力不同,如填挖交接处软土、腐殖土等未清除干净或填筑方式不對及压实不足,就会出现接合部沉降病害。④台背和通道两边高填土下沉,其主要原因是柔性的填土与刚性构造衔接处,二者强度、稳定性方面差异较大,加之填土压实不够而致下沉。⑤施工过程中未注意排水,遇雨天时,无法自行排出。有的积水浸入路基内部,形成水囊。晴天施工时也未排除积水就继续填筑,以致造成隐患。⑥原地面处理不彻底如未清除草根、树根、淤泥等不良土壤,地基压实度不足等因素,在静动荷载作用下,使路基沉降变形。⑦不良地质段未予处理而导致路基沉降变形。⑧施工中路基土含水量控制不严,而导致压实度不足,产生不均匀沉降。
1.1.2 施工中应采取措施:
①做好施工组织设计是保证质量的前提,目前随着工程管理逐步规范化,工程开工前施工单位均做了不同程度的施工组织设计,在施工过程中受资金、环境、人员、设备等因素的影响,往往不能按照原定的目标完成工程进度,工程施工比较混乱,主次不分,全面开花,没有给填方路基,特别是高填路基留有足够的时间施工和沉降,而导致路基施工后沉降过大,因此必须重视路基的施工组织设计,合理安排各施工段的先后顺序,明确构造物和路基的衔接关系,根据施工现场的实际情况,合理调配人员、设备,是保证路基施工的重要环节。
②认真清除地表不良土质,加大地表压实力度。地表植被、树根、垃圾、不良土质暴露于自然环境下,相对比较松散,不易压实,有的土壤易产生病害,如盐渍土、膨胀土等,因此必须予以清除,同时加大地表的压实度。土是三相体,土粒骨架的空隙被水分子和空气所占据,土在压实过程中,因土粒受到瞬时荷载或振动力的作用,使土粒重新调整位置,重新组合,彼此挤压,空隙缩小,土的单位质量提高,形成密实整体,从而导致强度增加,稳定性提高,土基压实后,土的塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能等均有明显改善。目前的设计理论强调活载影响的作用,越接近路面,活载的影响越大,因此要求有越高的压实度,然而在填方路段,特别是高填方路段,活载影响土基的应力随深度的增加越来越小,而恒载对土基的影响将随路基的高度而增加。地基土的压实度一般和土壤类别、土中含水量、压实机具密切相关。对于细粒土、粘土等土质,土中含水量大小对土质的密实程度比较敏感,在压实过程中要求含水量接近于最佳含水量。而对于砾石土等含石量较大,压实含水量不起关键作用。地基压实中由于没有进行分层碾压,光轮压路机作用深度比较浅。压应力提供不足,一般采用大吨位振动压路机效果较好。据有关资料反映,粉质砂土及粉土,当用分配于振动轮部分质量为10～15t的重型振动压路机碾压时,铺层厚度为0.7～1m。在实际施工中往往要求16至18t的振动压路机,铺层厚度20至50cm。
③填筑路基前,疏通路基两侧纵横向排水系统,避免路基受水浸泡。路基土填筑土如粉土、黄土、湿陷性土,粘土等细粒土,在干燥状态下结构比较强,有较高的承载能力,一旦受水浸泡结构性很快降低,失去应有的承载能力,导致地基、路基沉降,因此做好路基排水,是保证路基稳定的前提条件。
④严格选用路基用土。一般的土、石都可做为路基用土,在填筑路基时,应选择水稳性好,干密度大,承载能力高的砾石土。土质应均匀一致,不得混杂,剔除超大颗粒填料,方能保证各点密度均匀一致.尽量选择集中取土,避免沿线取土,沿线取土,一般不能保证路基填料的均匀性,导致路基强度不均匀,同时也破坏了自然植被,对沿线环境不利。当采取不同土质混合填筑时,以透水性较小的土填筑路基下层,不同性质的土应分别填筑,不得混填,每种填料层累计总厚度不宜小于50cm;凡受潮湿或冻融影响而变更其体积的优良土应填在上层,强度较小的土应填在下层。
⑤路堤填筑方式应采用水平分层填筑,即按照横断面全宽分层逐层向上填筑,当原地面纵坡大于12%的地段,宜采用纵向分层填筑施工,填筑至路基上部时,仍应采用水平分层法填筑,每层应保证层面平整,便于各点压实均匀一致。
⑥合理确定路基填筑厚度,在土质、土中含水量、碾压机具设备一定的情况下,土层越厚碾压效果越差,适中的填筑厚度是保证压实质量及生产效率的重要因素。不同的层厚达到的规定的压实所需要的碾压遍数不同,根据试验,层厚分别为30cm和50cm时,碾压4～6遍时,测得压实度相差3%～4%。按规范规定分层松铺厚度一般控制在30cm以内,对保证路基达到良好压实度十分必要,当采用大吨位压路机碾压时,增加分层厚度,必须要有足够的试验数据证明压实效果。
⑦砾石土及粗粒含量较多的土压实,压实度取决于压实功。由于砾石土是由不同大小颗粒组成的,存在着一定的级配,在压实机具的作用下,特别是振动压路机的作用下,土粒间发生振动位移,小的颗粒填充于大颗料的空隙间而使土密实。细粒土则不同,土颗粒大小均匀,空隙间基本被水和空气填充,最佳含水量越大干密度越小,这是由于颗粒越小,比表面积就越大,需要较多的水分包裹土粒以形成水膜,在外力作用下,土粒位移程度取决于水分的多少,当水少时,土体间的磨擦力大而不易移动,土体难于压实;当水分多时,除包裹土粒的水膜外,还有一部分自由水,使土粒悬浮而不易压实,如果增加压实功就会出现“弹簧”现象,因此保证最佳含水量是细粒土压实压实的先决条件。如土偏湿,应翻晒,及时测定含水量,一般在最佳含水量的正负2%时即可碾压,当土偏干时,应洒水闷料,并使土壤中水分均匀,达到要求后进行碾压。
⑧选择合适压实机具。压实功对压实效果的影响十分重要。同一种土的最佳含水量随压实功的增加而减少,而最大干密度随压实功的增加而增加。在相同含水量下,压实功越大密度越高。不同的填料和场地要选择不同的压实机具,一般情况轻型光轮压路机(6—8t)适用于各种填料的预压整平,重型光轮压路机(12—15t)适用于细粒土、砂类土和砾石土,重型轮胎压路机(30t)以上适用各种填料,尤其是细粒土,羊足碾最适用于细粒土,但需要光轮压路机配合对被翻松表层进行补压,振动压路机具有滚压和振动的双重作用,用于砂类土、砾石土,其效果远远优于其它压实机具,在高填方路段,压实质量要求高,选用重型轮胎压路机和振动压路机效果比较好。
⑨做好压实度检测工作。对于土石混填路堤(粒径10cm以下),石料含量较低时(小于80%),我们需要根据土质的最大干密度,以及土中含石量的不同比例來做不同的击实,并绘制出不同含石量的最大干密度曲线。现场检测时,将土样过5mm筛,称其含石量,确定最大干密度。这样所测得的压实度才较为真实。以上检测方法在河南省S247南车路改建工程中取得了较好的效果。如果含石量过大(大于70%),用灌砂法不易测压实度时,可用沉降法测量压实度,即用16～18t压路机振动碾压三遍,静压一遍,测该点沉降量,不超过规定的沉降值,一般不超过3～5mm为合格。在以往的施工中运用这种检测方法均取得了较好的效果,路基成形后所测弯沉值均合格。以上检测方法适用于砂砾石、石渣等含石量较多的路基压实度检测。
⑩认真做好台背、路桥过渡段及填挖结合部的压实工作,这些地方地形条件特殊,填方施工难度大,台背、路桥过渡段往往是路基和桥台完成后而剩余的缺口,因此有必要将该段作为路基施工的管理重点。合理选择压实机具分层填筑,控制最佳含水量及铺筑层厚,确保压实度。优先选用砂类土或透水性土,当采用非透水性土时应适当增加石灰、水泥等稳定剂,改善处理。避免台背填土与路基衔接面陡峭,配合小型机具对压路机碾不到的死角、与构筑物的结合部进行夯实。采取有效措施,确保边坡稳定。
1.2 路基的纵向开裂
1.2.1 主要有以下几个原因:①清表不彻底路基基底存在软弱层或坐落于故河道处。②沟、塘清淤不彻底、回填不均匀或压实度不足。③路基压实不足。④旧路利用路段,新旧路基结合部未挖台阶并压实。⑤半填半挖路段未按规范要求设置台阶并压实。⑥使用渗水性、水稳性差异较大的土石混合料时,错误地采用了纵向分幅填筑。⑦边坡过陡,行车渠化、交通频繁振动而产生滑坡最终导致纵向开裂。
1.2.2 施工中应采取措施:①彻底进行清表,及时发现路基基底暗沟、暗塘,消除软弱层。并选用水稳性好的材料严格分层回填,严格控制压实度。②填筑层压实应均匀。③半填半挖路段,地面横坡大于1:5及旧路利用路段,应严格按规范要求将原地面挖成宽度不小于1.0米的台阶并压实。④渗水性、水稳性大差异较大的土石混合料应分层或分段填筑,不宜纵向分幅填筑。⑤对于有软弱夹层或故河道,填土路基完工后应进行超载预压,预防不均匀沉降。⑥严格控制路基边坡符合设计要求,杜绝亏坡现象。
1.3 路基滑坡、坍塌 路基滑坡、坍塌现象多见于地形复杂的山区半填半挖或路线跨越深沟、峡谷的填方段以及爆破施工的挖方段的临空断面上。
此类问题多是由于山坡险峻陡峭,岩石节理以达的块状或层状岩石,或岩层有软弱夹层形成的,外因是由于温差、降水引起裂隙渗水、冲刷坡角、地震等因素。
对于小型崩塌或落石地段,尽量采取全部清除的办法;如基岩破坏严重,崩塌、落石来源丰富。宜采用落石平台、落石槽、拦石堤、拦石墙等拦截构造物。
对于由软弱结构面面引起的崩塌的高边坡,可根据情况采用支挡石堤、拦石墙等措施,以支撑边坡,并防止软弱结构面的张开和扩大。
在可能发生崩塌的地段,必须做好地面排水,对于公路下边坡及其附近的排、灌沟渠,要采用加固措施,防止沟渠发生大量渗漏而导致崩塌。另外应慎重选择填料,禁用光面多、内摩阻力小的填料。
2 挖方段
对于挖方段施工质量问题主要有:边坡滑坡。
边坡滑坡产生的原因多是由于路堑边坡的土(石)质、雨水、地震或爆破施工等原因引起的。滑坡的防治,大致分为排水、力学平衡、改善滑土的工程性质等三项内容。
一般土体中的滑坡及岩石中的顺层滑坡,往往都是由水的作用而产生的,因此路线通过滑坡地段,应注意对地表水、地下水的情况作好充分调查,并据以提出处理措施。对于引起滑坡的地表水,应予以拦截和引离,并设截水沟并注意防渗,对于地下水多采用沟、渠以排除滑动面内部滞留、存积的地下水。
为了增强滑坡的稳定性,可在滑体的上部采取减重的方法,以达到滑体的力学平衡。此种方法不能根本解决下滑和位移问题,必须和其它措施相结合使用。
我们可以设置一些支挡工程,如:抗滑土(片石)垛、抗滑挡土墙、抗滑桩、锚杆、虚拟重力挡墙(锚杆与混凝土骨架梁联合作用)。也可采用浆砌片石等一些坡面防护工程对边坡进行防护。有时也可采用钻孔注浆的方式来达到提高滑坡地段抗剪强度的加固措施。
3 软土地基的处理
软土地基指地基承载力达不到地基上面构造物要求的承载力。或虽在构造物施工时达到了要求,但在后期使用过程中由于地基本身的原因或水的原因,使得地基失稳,造成构造物超限沉陷或不均匀沉陷以致彻底破坏。若处理不当,将会导致路堤失稳,路面开裂;桥台和路基的沉降不同而产生桥头错台,路中心沉降过大而引起涵管弯曲和路面横坡变小;路面的边坡沉降过大引起纵向裂缝甚至边部垮塌等问题,严重者会造成路堤彻底破坏。
3.1 引起软土地基沉陷的主要原因有:由于地基处理不当而引起;另一方面是由于路堤处理不当而引起。
3.2 软土地基具有较大的破坏性,因而在施工中必须进行处理。处理有地基处理和路堤处理,具体方法有:
3.2.1 垫层处理法 在泥沼地带及软土厚度小于2m且路堤高度较低时,一般采用加铺垫层的方法进行处理。首先将泥浆及软土全部或部分挖除,再用渗水性好的材料进行分层填筑。常用的填筑材料有砂砾、卵石、片石等渗水性材料或强度较高的粘性土。
3.2.2 抛石挤淤 在淤泥厚度小于3m,表层无硬壳,呈流动状态,排水困难,石块易于取得的条件下可以采用抛石挤淤的方法,抛石块的顺序应沿路中线向前抛填,然后向两侧扩展,以便淤泥向两旁排出。片石高出软土后,应用较小石块填塞垫平,再用重型机械碾压,以使填石紧密,并在其上铺设反滤层后再填土。
3.2.3 加固土桩法 它是采用某种专用机械将软土地基的局部范围内的软土用加固材料改良、加固材料与桩间软土形成复合地基。通常用生石灰、水泥、粉煤灰等作为加固材料,经过物理化学作用,在地基内形成桩柱,降低土中含水量,提高地基强度,减小沉降量。
3.2.4 土工布加固地基和路堤 在地下水位较高的松软土基路堤中,采用垫隔土工布加强路基刚度,有利于排水。在高填路堤,可适当分层垫隔。在软基上垫隔土工布可使荷载均匀分布。
3.2.5 碎石桩 它是利用一个产生水平向振动的管状设备,以高压水流边振边冲,在软弱粘性地基中成孔,在孔内分批填入碎石加以振密制桩,与周围粘性土形成复合地基。此方法与排水固结法相比,加固期短,可以采用快速连续加载方法施工路堤,对缩短工期十分有利。
3.2.6 砂桩和袋装砂井法 砂桩处理法是在软土地基中钻成一定直径的孔眼,灌以粗砂或中砂,利用上部荷载作用加速软土的排水固结的方法。
袋装砂井是事先把砂装入长条形、透水性好的纺织袋内,然后用专门的机具设备打入软土地基内代替普通大直径砂井。袋装砂井既有大直径砂井的作用,又可以保证砂井的连续性,避免缩径现象。此外,由于袋装砂井的直径小,材料消耗小,工程造价低,施工速度快,设备轻型,更适应在软弱的地基上施工。
3.2.7 塑料排水板法 塑料排水板法是在纸板排水的基础上发展而来的,它的优点是:单孔过水面大,排水畅通,质量小,强度高耐久性好。塑料排水板是由芯体和滤套组成的复合体,或是单一材料的多孔管道板带。
3.2.8 反压护道法 反压护道法是在路堤两侧填筑一定宽度和高度的护道,使路堤下的淤泥或炭泥向两侧隆起的胀力得到平衡,从而保证路堤的稳定性。
关键词:路基 施工 质量
0 引言
公路是一种线形构造物。主要承受和满足汽车荷载的重复作用和经受各种自然因素的长期影响。由于地形、地质和经济条件的限制,而形成一条空间曲线。本文将主要从工程施工方面讨论路基工程质量问题的分析及解决方案。
在一般公路的路基修建投资约占公路总投资的25%～45%,个别山区公路可达65%。路基施工改变了沿线原有的自然状态,挖填及借弃土石涉及当地生态平衡、水土保持和农田水利。路基质量对路面工程影响很大,关系到公路的正常使用。因此做好路基工程,特别是路基施工是公路工程质量的重要环节。
1 填方段
填方路基施工主要质量问题有:路基整体或局部下沉;路基纵横向开裂;路基滑动或者边坡滑坍等。
1.1 路基下沉
1.1.1 施工方面主要有以下几个原因:①填筑顺序不当。②土基压实不足。③在填挖交界处没有挖台阶,导致交界处发生不均匀沉降。或因为原地面与填料结构不同,二者密度、承载力不同,如填挖交接处软土、腐殖土等未清除干净或填筑方式不對及压实不足,就会出现接合部沉降病害。④台背和通道两边高填土下沉,其主要原因是柔性的填土与刚性构造衔接处,二者强度、稳定性方面差异较大,加之填土压实不够而致下沉。⑤施工过程中未注意排水,遇雨天时,无法自行排出。有的积水浸入路基内部,形成水囊。晴天施工时也未排除积水就继续填筑,以致造成隐患。⑥原地面处理不彻底如未清除草根、树根、淤泥等不良土壤,地基压实度不足等因素,在静动荷载作用下,使路基沉降变形。⑦不良地质段未予处理而导致路基沉降变形。⑧施工中路基土含水量控制不严,而导致压实度不足,产生不均匀沉降。
1.1.2 施工中应采取措施:
①做好施工组织设计是保证质量的前提,目前随着工程管理逐步规范化,工程开工前施工单位均做了不同程度的施工组织设计,在施工过程中受资金、环境、人员、设备等因素的影响,往往不能按照原定的目标完成工程进度,工程施工比较混乱,主次不分,全面开花,没有给填方路基,特别是高填路基留有足够的时间施工和沉降,而导致路基施工后沉降过大,因此必须重视路基的施工组织设计,合理安排各施工段的先后顺序,明确构造物和路基的衔接关系,根据施工现场的实际情况,合理调配人员、设备,是保证路基施工的重要环节。
②认真清除地表不良土质,加大地表压实力度。地表植被、树根、垃圾、不良土质暴露于自然环境下,相对比较松散,不易压实,有的土壤易产生病害,如盐渍土、膨胀土等,因此必须予以清除,同时加大地表的压实度。土是三相体,土粒骨架的空隙被水分子和空气所占据,土在压实过程中,因土粒受到瞬时荷载或振动力的作用,使土粒重新调整位置,重新组合,彼此挤压,空隙缩小,土的单位质量提高,形成密实整体,从而导致强度增加,稳定性提高,土基压实后,土的塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能等均有明显改善。目前的设计理论强调活载影响的作用,越接近路面,活载的影响越大,因此要求有越高的压实度,然而在填方路段,特别是高填方路段,活载影响土基的应力随深度的增加越来越小,而恒载对土基的影响将随路基的高度而增加。地基土的压实度一般和土壤类别、土中含水量、压实机具密切相关。对于细粒土、粘土等土质,土中含水量大小对土质的密实程度比较敏感,在压实过程中要求含水量接近于最佳含水量。而对于砾石土等含石量较大,压实含水量不起关键作用。地基压实中由于没有进行分层碾压,光轮压路机作用深度比较浅。压应力提供不足,一般采用大吨位振动压路机效果较好。据有关资料反映,粉质砂土及粉土,当用分配于振动轮部分质量为10～15t的重型振动压路机碾压时,铺层厚度为0.7～1m。在实际施工中往往要求16至18t的振动压路机,铺层厚度20至50cm。
③填筑路基前,疏通路基两侧纵横向排水系统,避免路基受水浸泡。路基土填筑土如粉土、黄土、湿陷性土,粘土等细粒土,在干燥状态下结构比较强,有较高的承载能力,一旦受水浸泡结构性很快降低,失去应有的承载能力,导致地基、路基沉降,因此做好路基排水,是保证路基稳定的前提条件。
④严格选用路基用土。一般的土、石都可做为路基用土,在填筑路基时,应选择水稳性好,干密度大,承载能力高的砾石土。土质应均匀一致,不得混杂,剔除超大颗粒填料,方能保证各点密度均匀一致.尽量选择集中取土,避免沿线取土,沿线取土,一般不能保证路基填料的均匀性,导致路基强度不均匀,同时也破坏了自然植被,对沿线环境不利。当采取不同土质混合填筑时,以透水性较小的土填筑路基下层,不同性质的土应分别填筑,不得混填,每种填料层累计总厚度不宜小于50cm;凡受潮湿或冻融影响而变更其体积的优良土应填在上层,强度较小的土应填在下层。
⑤路堤填筑方式应采用水平分层填筑,即按照横断面全宽分层逐层向上填筑,当原地面纵坡大于12%的地段,宜采用纵向分层填筑施工,填筑至路基上部时,仍应采用水平分层法填筑,每层应保证层面平整,便于各点压实均匀一致。
⑥合理确定路基填筑厚度,在土质、土中含水量、碾压机具设备一定的情况下,土层越厚碾压效果越差,适中的填筑厚度是保证压实质量及生产效率的重要因素。不同的层厚达到的规定的压实所需要的碾压遍数不同,根据试验,层厚分别为30cm和50cm时,碾压4～6遍时,测得压实度相差3%～4%。按规范规定分层松铺厚度一般控制在30cm以内,对保证路基达到良好压实度十分必要,当采用大吨位压路机碾压时,增加分层厚度,必须要有足够的试验数据证明压实效果。
⑦砾石土及粗粒含量较多的土压实,压实度取决于压实功。由于砾石土是由不同大小颗粒组成的,存在着一定的级配,在压实机具的作用下,特别是振动压路机的作用下,土粒间发生振动位移,小的颗粒填充于大颗料的空隙间而使土密实。细粒土则不同,土颗粒大小均匀,空隙间基本被水和空气填充,最佳含水量越大干密度越小,这是由于颗粒越小,比表面积就越大,需要较多的水分包裹土粒以形成水膜,在外力作用下,土粒位移程度取决于水分的多少,当水少时,土体间的磨擦力大而不易移动,土体难于压实;当水分多时,除包裹土粒的水膜外,还有一部分自由水,使土粒悬浮而不易压实,如果增加压实功就会出现“弹簧”现象,因此保证最佳含水量是细粒土压实压实的先决条件。如土偏湿,应翻晒,及时测定含水量,一般在最佳含水量的正负2%时即可碾压,当土偏干时,应洒水闷料,并使土壤中水分均匀,达到要求后进行碾压。
⑧选择合适压实机具。压实功对压实效果的影响十分重要。同一种土的最佳含水量随压实功的增加而减少,而最大干密度随压实功的增加而增加。在相同含水量下,压实功越大密度越高。不同的填料和场地要选择不同的压实机具,一般情况轻型光轮压路机(6—8t)适用于各种填料的预压整平,重型光轮压路机(12—15t)适用于细粒土、砂类土和砾石土,重型轮胎压路机(30t)以上适用各种填料,尤其是细粒土,羊足碾最适用于细粒土,但需要光轮压路机配合对被翻松表层进行补压,振动压路机具有滚压和振动的双重作用,用于砂类土、砾石土,其效果远远优于其它压实机具,在高填方路段,压实质量要求高,选用重型轮胎压路机和振动压路机效果比较好。
⑨做好压实度检测工作。对于土石混填路堤(粒径10cm以下),石料含量较低时(小于80%),我们需要根据土质的最大干密度,以及土中含石量的不同比例來做不同的击实,并绘制出不同含石量的最大干密度曲线。现场检测时,将土样过5mm筛,称其含石量,确定最大干密度。这样所测得的压实度才较为真实。以上检测方法在河南省S247南车路改建工程中取得了较好的效果。如果含石量过大(大于70%),用灌砂法不易测压实度时,可用沉降法测量压实度,即用16～18t压路机振动碾压三遍,静压一遍,测该点沉降量,不超过规定的沉降值,一般不超过3～5mm为合格。在以往的施工中运用这种检测方法均取得了较好的效果,路基成形后所测弯沉值均合格。以上检测方法适用于砂砾石、石渣等含石量较多的路基压实度检测。
⑩认真做好台背、路桥过渡段及填挖结合部的压实工作,这些地方地形条件特殊,填方施工难度大,台背、路桥过渡段往往是路基和桥台完成后而剩余的缺口,因此有必要将该段作为路基施工的管理重点。合理选择压实机具分层填筑,控制最佳含水量及铺筑层厚,确保压实度。优先选用砂类土或透水性土,当采用非透水性土时应适当增加石灰、水泥等稳定剂,改善处理。避免台背填土与路基衔接面陡峭,配合小型机具对压路机碾不到的死角、与构筑物的结合部进行夯实。采取有效措施,确保边坡稳定。
1.2 路基的纵向开裂
1.2.1 主要有以下几个原因:①清表不彻底路基基底存在软弱层或坐落于故河道处。②沟、塘清淤不彻底、回填不均匀或压实度不足。③路基压实不足。④旧路利用路段,新旧路基结合部未挖台阶并压实。⑤半填半挖路段未按规范要求设置台阶并压实。⑥使用渗水性、水稳性差异较大的土石混合料时,错误地采用了纵向分幅填筑。⑦边坡过陡,行车渠化、交通频繁振动而产生滑坡最终导致纵向开裂。
1.2.2 施工中应采取措施:①彻底进行清表,及时发现路基基底暗沟、暗塘,消除软弱层。并选用水稳性好的材料严格分层回填,严格控制压实度。②填筑层压实应均匀。③半填半挖路段,地面横坡大于1:5及旧路利用路段,应严格按规范要求将原地面挖成宽度不小于1.0米的台阶并压实。④渗水性、水稳性大差异较大的土石混合料应分层或分段填筑,不宜纵向分幅填筑。⑤对于有软弱夹层或故河道,填土路基完工后应进行超载预压,预防不均匀沉降。⑥严格控制路基边坡符合设计要求,杜绝亏坡现象。
1.3 路基滑坡、坍塌 路基滑坡、坍塌现象多见于地形复杂的山区半填半挖或路线跨越深沟、峡谷的填方段以及爆破施工的挖方段的临空断面上。
此类问题多是由于山坡险峻陡峭,岩石节理以达的块状或层状岩石,或岩层有软弱夹层形成的,外因是由于温差、降水引起裂隙渗水、冲刷坡角、地震等因素。
对于小型崩塌或落石地段,尽量采取全部清除的办法;如基岩破坏严重,崩塌、落石来源丰富。宜采用落石平台、落石槽、拦石堤、拦石墙等拦截构造物。
对于由软弱结构面面引起的崩塌的高边坡,可根据情况采用支挡石堤、拦石墙等措施,以支撑边坡,并防止软弱结构面的张开和扩大。
在可能发生崩塌的地段,必须做好地面排水,对于公路下边坡及其附近的排、灌沟渠,要采用加固措施,防止沟渠发生大量渗漏而导致崩塌。另外应慎重选择填料,禁用光面多、内摩阻力小的填料。
2 挖方段
对于挖方段施工质量问题主要有:边坡滑坡。
边坡滑坡产生的原因多是由于路堑边坡的土(石)质、雨水、地震或爆破施工等原因引起的。滑坡的防治,大致分为排水、力学平衡、改善滑土的工程性质等三项内容。
一般土体中的滑坡及岩石中的顺层滑坡,往往都是由水的作用而产生的,因此路线通过滑坡地段,应注意对地表水、地下水的情况作好充分调查,并据以提出处理措施。对于引起滑坡的地表水,应予以拦截和引离,并设截水沟并注意防渗,对于地下水多采用沟、渠以排除滑动面内部滞留、存积的地下水。
为了增强滑坡的稳定性,可在滑体的上部采取减重的方法,以达到滑体的力学平衡。此种方法不能根本解决下滑和位移问题,必须和其它措施相结合使用。
我们可以设置一些支挡工程,如:抗滑土(片石)垛、抗滑挡土墙、抗滑桩、锚杆、虚拟重力挡墙(锚杆与混凝土骨架梁联合作用)。也可采用浆砌片石等一些坡面防护工程对边坡进行防护。有时也可采用钻孔注浆的方式来达到提高滑坡地段抗剪强度的加固措施。
3 软土地基的处理
软土地基指地基承载力达不到地基上面构造物要求的承载力。或虽在构造物施工时达到了要求,但在后期使用过程中由于地基本身的原因或水的原因,使得地基失稳,造成构造物超限沉陷或不均匀沉陷以致彻底破坏。若处理不当,将会导致路堤失稳,路面开裂;桥台和路基的沉降不同而产生桥头错台,路中心沉降过大而引起涵管弯曲和路面横坡变小;路面的边坡沉降过大引起纵向裂缝甚至边部垮塌等问题,严重者会造成路堤彻底破坏。
3.1 引起软土地基沉陷的主要原因有:由于地基处理不当而引起;另一方面是由于路堤处理不当而引起。
3.2 软土地基具有较大的破坏性,因而在施工中必须进行处理。处理有地基处理和路堤处理,具体方法有:
3.2.1 垫层处理法 在泥沼地带及软土厚度小于2m且路堤高度较低时,一般采用加铺垫层的方法进行处理。首先将泥浆及软土全部或部分挖除,再用渗水性好的材料进行分层填筑。常用的填筑材料有砂砾、卵石、片石等渗水性材料或强度较高的粘性土。
3.2.2 抛石挤淤 在淤泥厚度小于3m,表层无硬壳,呈流动状态,排水困难,石块易于取得的条件下可以采用抛石挤淤的方法,抛石块的顺序应沿路中线向前抛填,然后向两侧扩展,以便淤泥向两旁排出。片石高出软土后,应用较小石块填塞垫平,再用重型机械碾压,以使填石紧密,并在其上铺设反滤层后再填土。
3.2.3 加固土桩法 它是采用某种专用机械将软土地基的局部范围内的软土用加固材料改良、加固材料与桩间软土形成复合地基。通常用生石灰、水泥、粉煤灰等作为加固材料,经过物理化学作用,在地基内形成桩柱,降低土中含水量,提高地基强度,减小沉降量。
3.2.4 土工布加固地基和路堤 在地下水位较高的松软土基路堤中,采用垫隔土工布加强路基刚度,有利于排水。在高填路堤,可适当分层垫隔。在软基上垫隔土工布可使荷载均匀分布。
3.2.5 碎石桩 它是利用一个产生水平向振动的管状设备,以高压水流边振边冲,在软弱粘性地基中成孔,在孔内分批填入碎石加以振密制桩,与周围粘性土形成复合地基。此方法与排水固结法相比,加固期短,可以采用快速连续加载方法施工路堤,对缩短工期十分有利。
3.2.6 砂桩和袋装砂井法 砂桩处理法是在软土地基中钻成一定直径的孔眼,灌以粗砂或中砂,利用上部荷载作用加速软土的排水固结的方法。
袋装砂井是事先把砂装入长条形、透水性好的纺织袋内,然后用专门的机具设备打入软土地基内代替普通大直径砂井。袋装砂井既有大直径砂井的作用,又可以保证砂井的连续性,避免缩径现象。此外,由于袋装砂井的直径小,材料消耗小,工程造价低,施工速度快,设备轻型,更适应在软弱的地基上施工。
3.2.7 塑料排水板法 塑料排水板法是在纸板排水的基础上发展而来的,它的优点是:单孔过水面大,排水畅通,质量小,强度高耐久性好。塑料排水板是由芯体和滤套组成的复合体,或是单一材料的多孔管道板带。
3.2.8 反压护道法 反压护道法是在路堤两侧填筑一定宽度和高度的护道,使路堤下的淤泥或炭泥向两侧隆起的胀力得到平衡,从而保证路堤的稳定性。